Tartalom • • • • • •
Az atomenergia jelene és jövője A fukusimai atomerőmű balesetének lefolyása, következményei, tapasztalatai és energiapolitikai vonatkozásai
A 2011. márciusi Tohoku földrengés és cunami BWR-ek fő jellemzői A Fukushima Daiichi balesete Kibocsátások, következmények, helyreállítás Csernobil-e Fukushima? Az atomenergia jövője
Prof. Dr. Aszódi Attila, Boros Ildikó, Yamaji Bogdán Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nukleáris Technikai Intézet
Szegedi Tudományegyetem, 2011. október 21. Forrás: Kyodo News
Az előadás a TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0002 támogatásával jött létre Szeged, 2011. október 21.
Földrengés • • • •
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
2
Földrengés magnitúdó • Magnitúdó - a rengés során felszabaduló energia mennyiségével áll összefüggésben. • Richter definíciója: A magnitúdó a regisztrált amplitúdó mikronban (ezredmilliméter) mért értékének tizes alapú logaritmusa, ha a regisztrátumot 100 km távolságban standard Wood-Anderson-féle szeizmográffal készítjük. • A pusztítás nem csak a magnitúdó, hanem a földrengés helyének, lakott területtől való távolságának is függvénye.
Vízszintes gyorsulás F=m*a 1 gal = 1 cm/s2 1 g = 9,81 m/s2 = 981 cm/s2
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Forrás: www.emsc-csem.org
3
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Forrás: www.seismology.hu
4
Földrengés
A legnagyobb magnitúdójú mért földrengések és cunamik
9-es földrengés március 11. 14:46-kor Honshutól keletre
1 Forrás: emsc-csem.org
2
3
4
Max 2.7g recorded at station MYGO4.
A 2011 márciusi japán esemény a negyedik legnagyobb a mért földrengések és cunamik között! Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Forrás: http://www.japanquakemap.com/
5
A földrengés és a cunami pusztítása
Iwaki, Fukushima prefektúra
Iwaki, Fukushima prefektúra
Higashi-Matsushima, Miyagi prefektúra
The Atlantic (theatlantic.com) / Reuters/Kyodo/Kim Kyung-Hoon/Toru Hanai/Files
Áldozatok: 15 811 Eltűntek: 4035 Sérültek: 5932 Elpusztított/sérült épületek: >177 192 Sérült utak: 3559 Sérült hidak: 77 (japán rendőrség) Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
6
Rikuzentakata, Iwate prefektúra
Kesennuma, Miyagi prefektúra
Higashi-Matsushima, Miyagi prefektúra
The Atlantic (theatlantic.com) / Reuters/Kyodo/Kim Kyung-Hoon/Toru Hanai/Files
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
A földrengés és a cunami pusztítása
Rikuzentakata, Iwate prefektúra
Kesennuma, Miyagi prefektúra
Szeged, 2011. október 21.
7
Áldozatok: 15 811 Eltűntek: 4035 Sérültek: 5932 Elpusztított/sérült épületek: >177 192 Sérült utak: 3559 Sérült hidak: 77 (japán rendőrség) Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
8
A földrengés által érintett Fukushima I. atomerőmű
A földrengés által érintett atomerőművek • Onagawa
• Fukushima Daiichi • 6 blokkos, forralóvizes
– 3 BWR blokk (524 MW, 825 MW, 825 MW) – Automatikusan leállt a földrengés után – Tűz a turbinacsarnokban
• Fukushima Daini – 4 BWR5 blokk (4*1100 MW) – Automatikusan leállt a földrengés után – Nukleáris veszélyhelyzet az 1., 2., 4. blokkokon a „nyomáscsökkentő medence funkcióvesztése miatt” – Március 15-re minden blokk hideg leállított állapotban Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
1. blokk
2. blokk
3. blokk
4. blokk
5. blokk
6. blokk
Típus / Konténment
GE BWR3 Mark I
GE BWR4 Mark I
GE BWR4 Mark I
GE BWR4 Mark I
GE BWR4 Mark I
GE BWR5 Mark II
Teljesítmény
460 MW
784 MW
784 MW
784 MW
784 MW
1100 MW
Üzemanyag
UO2
UO2
MOX
UO2
UO2
UO2
Állapot a földrengéskor
Normál üzem
Normál üzem
Normál üzem
Leállítva
Leállítva
9
Szeged, 2011. október 21.
Leállítva, teljes zóna kirakva! Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
11
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
10
Forralóvizes reaktor (BWR)
Forrás: Tepco Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
12
A földrengés hatása
Földrengés-védelem
• Fukushima Daiichi: • Maximális talajgyorsulás értékek a földrengés során a Fukushima Daiichi atomerőműnél: – 0,517 g a 3. blokknál, – 0,44 g a 6. blokknál.
Méretezési gyorsulás 0,45 g ill. 0,46 g ezekre a blokkokra!
• A blokkok a földrengést követően rendben leálltak • Az országos villamosenergia-hálózat kiesése miatt a biztonsági hűtővízrendszereket dízelgenerátorok látják el, ezek el is indultak. Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
• Fukushima Daini: A reaktorokban – az eddigi adatok szerint – nem okozott jelentősebb kárt, de az infrastruktúra károsodása jelentősen nehezíti az elhárítást 13
Cunami-védelem a Fukushima I-en
• A Daiichi (I) és a Daini (II) kiépítéseknél eltérő a dízelgenerátorok elhelyezése! • A cunami minden turbinacsarnokot elárasztott, reaktorépületet csak egyet. • A tervezési cunamimagasság 5,7 m volt (ez már módosított, növelt érték)
– Az üzemi szint fölött 5,7 m-es tervezési cunami – Épületek földszintje 10-13 m magasan 2011. október 3.: Egy 2008-as kutatási jelentés új elképzelhető méretezési cunami magasságot jelzett: az 1896-es nagy földrengéshez hasonló rengés esetén 8,4 – 10,2 m hullámok is elérhetik az erőművet. A TEPCO az ellenőrizendő kutatási eredményről csak pár nappal 2011.03.11. előtt tájékoztatta a kormányt.
14
Daiichi
Daini
Forrás: M. Takao, TEPCO http://www.jnes.go.jp/seismic-symposium10/index.html
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
A Fukushima atomerőmű földrengés- és cunamiállósága
• Fukushima atomerőmű: történelmi cunamik alapján (+ modellezéssel):
Forrás: NHK, http://www3.nhk.or.jp/daily/english/03_21.html
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Forrás: Tatsuhiro Yamazaki, Japan Nuclear Technology Institute, 2011.4.13, IAEA ISSC EBP WA3
15
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
16
A cunami hatása a Daiichi telephelyen
Fukushima Daiichi
A cunami által elárasztott terület a Fukushima Daiichi telephelyen (Tepco) Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
17
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
18
A fő kiinduló ok
Fukushima Daini, üzemzavari dízelgenerátorok levegőhűtőjének beszívó nyílásai (Tepco)
Hálózat
-A földrengéskor az összes üzemelő blokk automatikusan leállt -Az üzemzavari dízelgenerátorok az elvártnak megfelelően működtek a cunamiig
Földrengés miatt leszakadás a villamos hálózatról
Szökőár (becsült magasság > 10m)
Reaktor épület
Turbinacsarnok Dízelgenerátor
Magasság: kb. 10m
Teljes feszültségvesztés „Station Black Out”
Tengerszint
Vízkivételi szivattyú
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
19
Szeged, 2011. október 21.
Az üzemzavari dízelek elromlanak a cunami miatt
Egyik aktív rendszer (beleértve az üzemzavari zónahűtést – ECCS) sem üzemeltethető
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Forrás: NISA, 2011. április 4.
20
A Fukushima Daiichi erőmű felépítése • Épület szerkezet
A fukushimai atomerőmű felépítése
• Konténment
– Beton épület – Acélszerkezetes üzemi terület
Reaktorcsarnok üzemi terület (acélszerkezet) Beton reaktorépület (szekunder konténment)
en.wikipedia.org/wiki/Browns_Ferry_Nuclear_Power_Plant
– Körte alakú dry-well – Tórusz alakú wet-well
Pihentető medence
Frissgőz-vezeték Tápvíz-vezeték
Aktív zóna Reaktortartály Konténment (dry-well) Konténment (wet-well) / kondenzációs kamra
nucleartourist.com Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
21
Szeged, 2011. október 21.
•
– –
Remanens hőteljesítmény teljesítmény [%]
9
•
8 7
5
3
• •
Az erőmű stabil biztonságos állapotban Március 11. 15:41 A cunami eléri az erőművet
2 1 •
4
6
8
10
12
Atomreaktorok maradék hőteljesítményének változása a leállítás után eltelt idő függvényében Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Üzemzavari zónahűtést látja el
Méretezés max. 6,5 méteres magasságra A mostani cunami >15m Elárasztotta a dízelgenerátorokat és / vagy a generátorok hűtését biztosító épületeket
Station Blackout – teljes feszültségvesztés – – –
Leállítás óta eltelt idő [óra]
Tápvízvezeték
~6% ~1% ~0,5%
Konténment izoláció Dízelgenerátorok indulása
– – –
0
Leállás után 1 nap múlva 5 nap múlva
• •
–
4
Üzemzavari nyomáscsökkentés
A hasadási hőtermelés leáll Időben csökkenő remanens hőtermelés a radioaktív hasadási termékek bomlása miatt • • •
6
Izolációs kondenzátor
Japán északi részén a villamos hálózat összeomlik A reaktorok sértetlenül vészelik át
SCRAM - vészleállás – –
22
1. blokk
2011. március 11. 14:46 - Földrengés
10
2
Forrás: Dr. Matthias Braun, Areva
Az esemény lefolyása
Maradékhő-felszabadulás a besugárzott üzemanyagban
0
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Az energiaellátás közös okú meghibásodása Csak az akkumulátorok elérhetők Az üzemzavari hűtőrendszerek (IC, RCIC, nagynyomású és kisnyomású ÜH) működésbe lépnek, külső hőelvonás hiánya miatt azonban előbb-utóbb leállnak
Zóna spray Zóna spray
Nagynyomású ÜH Dízelgenerátorok Külső vill. en. forrás Forrás: Prof. Yoshiaki Oka
23
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
24
Az esemény lefolyása •
– –
•
Japán északi részén a villamos hálózat összeomlik A reaktorok sértetlenül vészelik át
Leállás után 1 nap múlva 5 nap múlva
Tápvízvezeték
~6% ~1% ~0,5%
Reaktorok lefúvatása
•
Csökkenő folyadékszint a reaktortartályokban
– – –
• •
Az erőmű stabil biztonságos állapotban Március 11. 15:41 A cunami eléri az erőművet – – –
•
Zóna spray
Méretezés max. 6,5 méteres magasságra A mostani cunami >15m Elárasztotta a dízelgenerátorokat és / vagy a generátorok hűtését biztosító épületeket
–
• Nagynyomású ÜH
Az energiaellátás közös okú meghibásodása Csak az akkumulátorok elérhetők Az üzemzavari hűtőrendszerek (IC, RCIC, nagynyomású és kisnyomású ÜH) működésbe lépnek, külső hőelvonás hiánya miatt azonban előbb-utóbb leállnak
Kisnyomású ÜH szivattyú
Izolációs hűtés
•
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
25
Az esemény lefolyása •
Konténment nyomáscsökkentés előnyei és hátrányai – – – –
• •
•
3. blokki pihentető medence (Tepco)
2. blokk
–
A hidrogén a reaktorépületen belül robban be A nedvesakna (szennyezett vízzel tele) megsérül Nem ellenőrzött gázkibocsátás, hasadási termékek kibocsátása (erőmű ideiglenes evakuálása magas telephelyi dózisteljesítmények Még nem világos, miért viselkedett másként a 2. blokk
Kiégett üzemanyagot a pihentető medencékben – –
4. blokk: karbantartás miatt az egész zóna kirakva A medencék becsült kiszáradási ideje: • •
–
– –
Inert töltőgáz (nitrogén) Hidrogén a zóna oxidációból Forrás a kondenzációs kamrában 1. blokk: március 12. 04:00 2. blokk: március 13. 00:00 3. blokk: március 13. 08:41
Szeged, 2011. október 21.
4. blokk
4. blokk: 10 nap alatt 1, 2, 3, 5, 6 blokk: néhány hét alatt
Jelenlegi adatok alapján a pihentető medencék nem száradtak le, de a beeső szerkezeti elemek károsodásokat okozhattak (legsúlyosabb a 3. blokkon). Üzemanyag a „szabadban” Hasadási termékek útjában nincs mérnöki gát, épületfal
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
– AC visszaállítható néhány órán belül (külső betáplálás vagy dízelek) – Hosszú idejű DC vesztést nem tételeztek fel – Súlyosbaleset-kezelési utasításoknak megfelelő beavatkozások – Vezénylő TFK esetében is használható marad, fő paraméterek monitorozhatóak
2. blokk – – –
•
A hidrogén a reaktorcsarnokban berobban Blokkonként változó mértékű épületsérülések
Hidrogén jut a csarnokba
Hidrogén a gőzzel a nedvesaknába, majd a szárazaknába jut
• A teljes feszültségkiesés kezelésének feltételezései
A gáz a reaktorcsarnokba kerül 1. és 3. blokk – –
Vízszint csökken, zónasérülés
Forrás: Dr. Matthias Braun, Areva
26
Teljes feszültségkiesés (TFK) feltételezések – és a tények
1., 3. blokk
Energiaelvitel a reaktorépületből (már csak így lehetett) Nyomás 4 bar-ra csökken Kis mennyiségű légnemű kibocsátás (jód, cézium, nemesgázok teljesen) Hidrogén-kibocsátás
1. blokk: 300-600kg 2-3. blokk: 300-1000kg
Konténment tartály nyomáscsökkentés – – –
Külső vill. en. forrás Forrás: Prof. Yoshiaki Oka
Szeged, 2011. október 21.
Zóna fokozatos kiszáradása Fűtőelem-sérülés: burkolat hőmérséklet meghaladja az 1200 °C-ot A burkolat Zr-tartalma gőz atmoszférában oxidálódik Zr + 2H20 →ZrO2 + 2H2 Exoterm reakció, tovább fűti a zónát Hidrogén termelődik
Konténment tartály nyomása 8 bar-ig nőtt (tervezési érték ~ kétszerese) – – –
Dízelgenerátorok
Lefúvatás, reaktor vízszint csökken
Gőz kieresztése a nedvesaknába
• •
Zóna spray
Station Blackout – teljes feszültségvesztés – – –
– – – –
Üzemzavari zónahűtést látja el
Izolációs hűtés
1. blokk: március 11. 16:36 (akkumulátor lemerült) 2. blokk: március 14. 13:25 (szivattyú meghibásodott) 3. blokk: március 13. 2:44 (akkumulátor lemerült)
•
Konténment izoláció Dízelgenerátorok indulása –
Nincs hőelvonás az épületből, így az izolációs hűtés (IC/RCIC) előbb-utóbb leáll – – –
Üzemzavari nyomáscsökkentés
A hasadási hőtermelés leáll Időben csökkenő remanens hőtermelés a radioaktív hasadási termékek bomlása miatt • • •
• •
•
SCRAM - vészleállás – –
Az esemény lefolyása
2., 3. blokk
2011. március 11. 14:46 - Földrengés
4. blokki pihentető medence (Tepco)
• Ez a valóságban: – Külső betáplálás napokig nem áll vissza, dízelek nem állíthatók helyre, a cunami teljesen tönkretette a tengervizes hűtőrendszert – DC ellátás nem volt elegendő – A cunami miatti károk következtében késleltetett beavatkozások (nem lehet hozzáférni a rendszerekhez) – Vezénylőből nem lehet irányítani, csak néhány paraméter monitorozható
A cunami következménye a korábban feltételezettnél jóval hosszabb idejű, nem ellenőrzött TFK lett Forrás: K. Sato (Hitachi-GE) 27
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
28
F.1.: súlyos baleseti intézkedések, eljárások
Forrás: K. Sato (Hitachi-GE)
A Fukushimában alkalmazott súlyosbaleset-kezelési eljárások (Omoto, ICAPP)
Forrás: Digital Globe Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
29
Méretezés külső hatásokra
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
30
Atomerőművi események és állapotok besorolása
Florida, 2006
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
31
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
32
Atomerőművi események és állapotok besorolása
Tervezési alapba tartozó események
Tervezési alapon túli események
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
33
Szeged, 2011. október 21.
Megbukott a mélységi védelem elve? Nem!
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
34
Jól vizsgázott-e az erőmű? • Jócskán a tervezési alapon túli szökőár (a telephelyen 15 m) – Dilemma: a cunami elleni méretezés csak pénzkérdés? (civil példák)
• A konténment-filozófia igazolása (TMI után másodszorra) – Az acél belső konténmentek kibírták: földrengés + cunami + hősugárzás + hideg vizes befecskendezés + robbanások – Az üzemanyag-leltár nagy része bent maradt – Korlátozott kibocsátás
• Teljes feszültségvesztéses baleset – a „nagy mumus” Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
35
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
36
Jól vizsgázott-e az erőmű?
Radioaktív kibocsátások • Telephelyen igen jelentős dózisteljesítmények, elhárítási munkák akadályozása
• A védelemi rendszerek további megerősítése – Dízelgenerátorok meghibásodása függött a típustól, még inkább az elhelyezéstől – Vízkivételi mű súlyos sérülése – Pihentető medencék hűtésének és fizikai védelmének átgondolása szükséges – Hidrogénkezelés nem volt megfelelő
– Robbanás miatt kikerülő ún. forrópontok (azóta is mértek 1 Sv/óra dózisteljesítményt!) – Dolgozók rendkívüli éves dóziskorlátját 250 mSv-re emelték, eddig hatan lépték túl
• Különböző kibocsátási útvonalak
• Kommunikáció – Nem világos, hogy tudták-e a TEPCO-nál az első 2-3 napban, hogyan is kommunikáljanak – Komoly nehézségek a tokiói TEPCO központ és az erőmű közötti komminikációban (infrastrukturális és emberi tényezők) – Sokáig csak minimális információ, szakmai tájékoztatás hiányos volt – Ma már bőséges és lelkiismeretes kommunikáció Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
37
– Légnemű kibocsátás: nemesgázok, illékony hasadási termékek (főleg jód) pihentető medencékből – Folyékony kibocsátás: szivárgások a sérült szerkezeteken keresztül közvetlenül a tengerbe Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
38
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
40
Környezeti hatások • Kitelepítések már március 11-én megkezdődtek (3 km-es körben), március 12-én már 20 km-es körzetben – Később dózisviszonyok alapján további településekből – Egyes területeken hamarosan visszaköltözhetnek – Több területen is korlátozásokat kellett elrendelni: • Tokióban néhány napra meghaladta a gyermekekre vonatkozó határértéket a csapvíz I-131 tartalma • Sugárszennyezett friss zöldségek Fukushima és Ibaraki prefektúrában • Tengervíz – I-131 határérték fölött
• A kibocsátás szintje mostanra nagyságrendekkel csökkent, de az elszennyezett területeket meg kell tisztítani a korlátozások feloldása előtt Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Jelen ismereteink alapján nem várható a lakosság egészségügyi károsodása! 39
Csernobil-e Fukushima? Csernobil • Mi történt?
Csernobil-e Fukushima?
Fukushima • Mi történt?
– Reaktorfizikai, megszaladásos baleset
– Extrém külső hatás miatt hűtés megszűnése
• A reaktor egy kísérlet végrehajtása során • A földrengést a reaktorok átvészelték (alacsony teljesítményen) instabil (leálltak), a külső villamos ellátás azonban üzemállapotba került megszűnt • A pozitív visszacsatolások miatt a • A cunami miatt a veszélyhelyzeti dízelek reaktivitás gyorsan nőni kezdett leálltak, teljes feszültségkiesés lépett fel • A hirtelen felszabaduló teljesítmény miatt • Hűtés nélkül az üzemanyag-kazetták magas hőmérsékletek, robbanások túlhevültek (megolvadtak), a keletkező (gőz, H), grafittűz hidrogén gáz berobbant
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
41
Csernobil • Tervezési hiba – hiányos a biztonsági funkciók megvalósítása (reaktivitás-szabályozás) • Tervezési alap rosszul megválasztva – nagy LOCA-ra nincs méretezve • Nincs hermetikus védőépület és érdemi ZÜHR – igen jelentős kibocsátás hosszú időn keresztül • Súlyosbaleset-kezelési eszközök nincsenek • Üzemeltetési problémák (kísérlet, eltérések tervtől) • Nincs előkészített balesetelhárítási terv
Szeged, 2011. október 21.
• Fukushimai hatások
– 800 000 likvidátor legterheltebb csoportjában:
– A dolgozókat eddig viszonylag jól védték.
• 237 sugárbetegség, ebből 50 halott • Kb. 2 200 többlet rákos eset (200 leukémia)
– Lakosság:
• 6 fő lépte túl eddig a 250 mSv emelt korlátot. • Sugárbetegség nem volt!
Sugársérült kezelési gyakorlat Chiba-ban (Kyodo News)
– Lakosság:
• 6 000 gyermeknél pajzsmirigyrák (15 halott) • 116 000 legszennyezettebb területről kitelepített lakos között 1 800 többlet rákos megbetegedés várható, de egyénenként nem kimutatható
• Kitelepítés nagyon korai fázisban, elhanyagolható lakossági dózisok. • Tej és egyéb élelmiszerek folyamatos mérése, a hatóságok időben avatkoztak be, jó a lakossági kommunikáció. • Ha így marad, nem lesz lakossági áldozat a sugárzás miatt.
• Nagyon sok alfa- és béta sugárzó • Mérsékelt alfa- és béta sugárzó került ki az erőmű környezetébe kibocsátás. Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
42
INES-7
INES-7: Csernobil = Fukushima? NEM! • Csernobili áldozatok
Fukushima • Tervezési alap megválasztása kérdéses – jelen tudásunk szerint a földrengés és cunami extrém méretű volt • Súlyosbaleset-kezelés hiányosságai (hidrogén-robbanás megelőzése reaktorcsarnokban) • Nem üzemeltetési probléma • Sokat segített a következmények enyhítésén a kidolgozott és jól alkalmazott balesetelhárítási terv
43
• Április 12-én a japán hatóságok 7-esre emelték az esemény INES-besorolását – Korábban: 3 db 5-ös besorolás az 1-3 blokkoknak, 3-as besorolás a 4. blokki pihentető medencének – Most: 1-3 blokkok összevonva (1 db 7-es besorolás), a 4. blokki pihentető medence továbbra is 3-as besorolású – Indoklás: összesített környezeti aktivitás-kibocsátás I-131 ekvivalensben eléri a több tízezer TBq-t (INES manual)
Izotóp
Fukushima kibocsátás (NISA)
Csernobil kibocsátás
Fukushima / Csernobil arány (%)
I-131
1,3*1017 Bq
1,8*1018 Bq
7,22%
Cs-137
6,1*1015
8,5*1016 Bq
7,18%
Üa. ~1,5%-a ~ 7*1017 Bq
?
5,2*1018 Bq
3-7%
∑28 gramm
∑1900 gramm
Bq
Üzemanyag törmelék
? (eddigi adatok
Összesen
3,7*1017 Bq
szerint elhanyagolható)
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
44
Elhárítási lépések
Elhárítási lépések (2011. szeptember)
• Az elhárítási-helyreállítási munkálatokat három fázisra osztották •
1.: 3 hónap (április közepétől) / 2. : 3-6 hónap az 1. fázist követően / 3.: 3 év
Eddig megvalósult: – Bejutás a reaktorépületekbe, dózisviszonyok feltérképezése (folyamatos) – Pihentető medencék független hűtőköre (hőcserélővel) – Reaktorok független hűtőköre
• Végcél: kitelepítettek mihamarabb visszaköltözhessenek (dózisviszonyok) – Fő célok: reaktorok stabil hideg leállított állapotba hozása (ehhez hűtés stabilizálása), kibocsátások csökkentése/megszűntetése, felgyűlt szennyezett víz mennyiségének csökkentése, hulladékok kezelése és tárolása
Törmelék felszámolás, inhibitor
• Zóna spray: 2. és 3. blokk
– Reaktorok hűtővizének tisztítórendszere, a blokkokban összegyűlt szennyezett víz tisztítórendszere, sótalanító-rendszer – Nitrogénatmoszféra fenntartása az 1-3. blokk konténmentben – Kevésbé szennyezett radioaktív víz átemelése (Megafloat) – Épül az 1. blokk fölé az ideiglenes védőépület – Kibocsátás jelentős csökkenése – Folyamatos: telephelyi kihullás megkötése, összegyűjtése, törmelék, károk felszámolása
•
1. blokk védőépület
Sótalanító-rendszer tartályai
Legközelebbi fő cél: – 1-3. blokk hideg leállított állapot (2011. december)
(Tepco) Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
45
Az atomenergia jelene
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
3. blokk mintavételezés
Fukushima politikai hatásai
• Jelenleg 432 atomerőművi blokk üzemel a világon • 65 atomerőmű blokk áll építés alatt • Az atomerőmű-építési láz Csernobil után megtorpant, atomerőművek részesedése csökkent • 2000 után „nukleáris reneszánsz”: új lendület az építésekben (főleg Kína és Oroszország hajtja) • Európai építések jelenleg: Finnország, Franciaország, Szlovákia • További európai tervek: Litvánia, Csehország, Lengyelország, Románia, Magyarország Szeged, 2011. október 21.
Szeged, 2011. október 21.
• Németország: 2011 elején 17 atomerőművi blokk üzemelt 20 300 MW kapacitással
(Tepco)
46
2011-ben leállítva 2022-ig áll le
– Hagyományosan antinukleáris ország – Korábbi terv: teljes leállás 2022-ig, ezt Merkel módosította – 2011. március: 3 hónapos azonnal leállítás a legrégebbi 7 blokknak – 2011. május 30.: a 7 blokk (+Krümmel) végleg leáll, a többi 2022-ig fokozatosan – Eddig Németország volt Európa egyik legnagyobb áramexportőre 47
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
48
Fukushima hatásai az atomenergiára
Fukushima hatásai – stressz tesztek
• Olaszország:
• EU: üzemelő atomerőművekre (143) célzott biztonsági felülvizsgálatot (CBF) kell elvégezni, ez a stressz teszt • Csatlakozott Svájc, Oroszország, Ukrajna, Örményország is • Rendelkezésre álló adatok alapján kell elemezni:
– Népszavazás: 92% döntött az atomenergia ellen (korábban is antinukleáris ország)
• Kína és Oroszország bejelentették, tovább folytatják az atomprogramot
Róma
– Oroszország: biztonsági felülvizsgálat minden atomerőműben, EU stressztesztekhez is csatlakoznak
• A jelenleg zajló építési, engedélyezési munkákat lelassíthatja az újonnan felmerült biztonsági szempontok figyelembe vétele (biztonsági elemzések, konstrukciós módosítások, engedélyezés) Szeged, 2011. október 21.
– az atomerőmű reakcióját bizonyos külső eseményekre – a megelőző és javító intézkedések vizsgálata a kezdőesemények, a biztonsági funkciók elvesztése és a súlyos baleseti folyamatok során
• Hasonló felülvizsgálatokat végeznek a világ többi atomerőművére is Quinshan, Kína
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
49
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
50
CBF Pakson – elárasztás
CBF Pakson – Földrengésvédelem
No. Megnevezés 11 Atomerőművi telephely feltöltési szintje 10 Árvízvédelmi töltéskorona a jobb parton 9 Tervezési alap szerinti jegesárvíz 8 Árvízvédelmi töltéskorona a bal parton 7 Jégtorlasz mögött várható maximális vízszint 6 Tervezési alap szerinti jégmentes árvíz 5 Tipikus tavaszi vízállás 4 Tipikus őszi vízállás 3 Számított vízszint a hidegvíz csatornában méretezési kisvízhozamkor 2 Kondenzátor hűtővízszivattyúk működéséhez minimálisan szükséges 1 Biztonsági hűtővízszivattyúk működéséhez minimálisan szükséges
Szint (Bf m) 97,15 96,30 96,07 95,80 95,90 95,51 91,00 87,00 84,04 83,60 83,50
(Bf m) – a Balti-tenger szintje feletti magasság
11 10 9 7, 8
6
5
4 3 1 Balparti gát
Duna főmeder
Jobbparti gát
Hidegvíz csatorna
Kondenzátor hűtővíz
2
Biztonsági hűtővíz
Az atomerőmű a környék legmagasabb feltöltésére épült – a Duna nem tudja elárasztani a blokkokat. Paks földrengésbiztonsága: a blokkok 0,25 g (2,45 m/s2) talajfelszíni gyorsulásra vannak megerősítve. Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
51
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
52
CBF Pakson – Várható eredmények
Van-e jövője az atomenergiának? • Igen, ha
• Fukusimából tanulni kell! • Számos javító intézkedés várható Pakson is, és az összes atomerőműben, elsősorban a tervezési alapon túli balesetekre.
– tanulunk a fukushimai tapasztalatokból... – továbbra is a biztonság folyamatos növelése a cél… – az értelem dönt a politikai érdekek és az érzelmek helyett…
• • • • •
További üzemzavari / baleseti dízelgenerátorok telepítése. Biztonsági hűtővízrendszer szűrői biztonsági áramellátása. Parti szűrésű tűzivíz kutak biztonsági áramellátása. Talajfolyósodás hatásaival szembeni tartalék növelése. Balesetelhárítási szervezet felkészítése több blokk egyidejű balesetének elhárítására. • Tűzoltólaktanya és a blokki beléptetés épületének megerősítése földrengésre. • Pihentető medencék tartalék vízbetáplálási útvonalának kiépítése. • Stb. Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
• Hiszen az atomenergia – CO2 mentesen termel áramot, – kis normál üzemi kibocsátás mellett, – kis mennyiségű és jól készletezhető primerenergiahordozóból, – versenyképes áron. A finn Olkiluoto-3 reaktor (EPR) beemelése 53
Köszönöm a figyelmet! Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
55
Szeged, 2011. október 21.
Prof. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
54